甘油三磷酸酰基转移酶（GPAT）基因编码参与植物油脂生物合成的酶。为了提高油菜籽含油量，促进油菜增产增油，改善菜籽油脂肪酸组分，克隆甘蓝型油菜Napin启动子与三酰甘油合成相关基因BnGPAT9，构建pBI121-Napin-BnGPAT9植物过表达载体，利用农杆菌介导法转化拟南芥，采用气相色谱法分析种子中脂肪酸组分，通过索式抽提法测定种子中油脂含量，研究在种子中过表达BnGPAT9基因对种子油脂合成的影响。Napin启动子在线分析表明，克隆到的启动子具有大量TATA-box、CAAT-box以及ABRE、GCN4等特征元件，完全具备种子特异性表达功能；种子中脂肪酸组分分析显示，拟南芥种子中油酸（C18：1）含量提高0.70~1.01百分点，亚油酸（C18：2）和芥酸（C22：1）含量降低；拟南芥种子含油量测定结果显示，种子中含油量显著增加1.91~2.56百分点。综上，甘蓝型油菜BnGPAT9基因对植物油脂合成具有重要作用，利用Napin启动子在拟南芥种子中过表达BnGPAT9基因可提高种子含油量并改善脂肪酸组成成分，为BnGPAT9基因应用于油菜油脂改良方面打下一定基础。

为了研究拟南芥半胱氨酸蛋白酶抑制剂AtCYS6基因在植物生长发育过程中的作用与功能，从拟南芥中克隆了半胱氨酸蛋白酶抑制剂AtCYS6基因，并对该基因进行生物信息学分析，亚细胞定位分析，蛋白质诱导、表达、纯化及功能研究。结果表明，AtCYS6蛋白等电点为5.85，化学式为C₁₁₇₉H₁₈₄₈N₃₂₂O₃₄₈S₆，共含有3 703个原子数，为亲水性蛋白；AtCYS6与十字花科的荠菜、荠蓝的同源性较高，同源性分别为81.1%，80.3%，同水稻、玉米和大豆的同源性较低，同源性分别为55.5%，54.3%，56.6%，且在氨基酸序列中间具有高度保守的Q-V-G （Gln-Val-Gly）序列；同时进化树分析显示AtCYS6与同属于十字花科的荠菜、荠蓝的亲缘性较近，同水稻、玉米、高粱、谷子等禾本科植物的亲缘性较远；亚细胞定位结果显示其定位于细胞质，与预测结果相符合；蛋白质诱导、表达和纯化得到大小约为52 ku的融合蛋白，其中AtCYS6蛋白质的分子量约为26 ku，与预测值相符合；Western Blot分析显示，诱导表达的融合蛋白正确翻译表达，且没有出现结构上的断裂或者降解的情况；蛋白酶活性分析表明，AtCYS6对木瓜蛋白酶具有抑制作用。研究结果可以为下一步在植物体内研究该基因的相关机理作用提供基础。

为了探明迪卡517、郑单1002喷施外源ABA后脱水速率变化的分子机制，发掘影响脱水速率的关键差异表达基因及代谢通路，利用Illumina HiSeq^TM2500测序仪分别对喷施ABA前后迪卡517（脱水速率较快）和郑单1002（脱水速率较慢）的穗位叶进行高通量转录组测序。原始序列经过质量控制、基因组比对、测序饱和度、基因覆盖度及冗余序列分析后进行基因功能注释。结果显示，迪卡517外源ABA处理与正常生长条件对比组检测到1 732个差异表达基因，其中1 251个为上调表达基因，481个为下调表达基因；郑单1002外源ABA处理与正常生长条件对比组检测到52个差异表达基因，其中24个为上调表达基因；迪卡517外源ABA处理与郑单1002外源ABA处理对比组检测到3 867个差异表达基因，其中1 946个为上调表达基因。不同对比组中筛选到差异表达基因GO分类情况、COG基因产物分类、KEGG代谢通路分析不同。转录因子分析共获得多个重要的转录因子家族，主要有AGC蛋白激酶家族、AP2/ERF转录因子家族、ARID转录因子、AUX/IAA转录因子家族、Alfin-like转录因子、Aur转录因子家族、B3转录因子家族、BBR-BPC转录因子家族、BES1转录因子、BUB转录因子、C2C2-CO-like转录因子等。Zm00001d035000、Zm00001d042063、Zm00001d045314等共同差异表达基因均在迪卡517和郑单1002中表达。对所有检测到的差异表达基因GO分类分析获得73个差异表达基因与水分代谢相关，推测这些基因作为外源ABA调控的下游基因起作用。

二酰甘油酰基转移酶（DGAT）是催化三酰甘油生物合成的关键酶，在三酰甘油的合成和积累过程中具有重要调控作用。为了研究大豆DGAT基因表达调控的分子机制，以大豆品种科丰1号为材料，通过PCR方法对GmDGAT1A的启动子（promoter-GmDGAT1A，pGmDGATIA）进行克隆，并通过转化拟南芥和GUS组织定位研究其功能。结果表明：以大豆叶片DNA为模板，成功克隆到GmDGAT1A基因ATG上游2 192 bp启动子序列。序列分析表明，pGmDGAT1A除具有启动子所必需的TATA-box和CAAT-box等基本顺式作用元件外，还含有多个响应于光、赤霉素和脱落酸等顺式作用元件。以GUS为报告基因，成功构建了植物表达载体pCAMBIA1381Z-pGmDGAT1A，并转化野生型拟南芥获得转基因植株。对转基因拟南芥植株进行PCR检测，能扩增到2 192 bp目标条带，表明已获得含有pGmDGAT1A的转基因拟南芥阳性植株。GUS组织化学染色结果显示，转基因拟南芥幼苗的叶脉和根染色较深，但是主根和侧根的根尖部分未染色；成熟期转基因拟南芥植株的根、叶脉以及角果内的隔膜和珠柄染色较深，茎和发育的种子未染色，表明pGmDGAT1A驱动的GUS主要在转基因拟南芥的根、叶脉以及角果内的隔膜和珠柄中表达。综上，克隆的大豆GmDGAT1A启动子具有活性，能够驱动下游目标基因的表达，有望应用于转基因育种。

细胞内酸性磷酸酶（ACP）是一种将液泡内的磷酸酯水解为无机磷的酶，普遍存在于植物组织中，在调控植物磷营养方面起着重要作用。谷子具有耐贫瘠特性，蕴藏着重要的耐低磷优异位点。挖掘谷子SiACP基因的关键变异位点和单倍型，促进分子标记辅助培育新品种，是解决土壤有效磷缺乏的主要遗传育种途径之一。通过同源序列比对的方式共获得了13个谷子以及其他3种禾本科作物的ACP家族基因，并对其进行生物信息学分析，结果发现，ACP家族基因在禾本科作物的数量和分布具有一定的规律性，均具有高度保守的磷酸酶结构域和基序。通过家族进化树分析发现，单子叶植物ACP基因与双子叶植物ACP基因在进化过程中出现明显的分支。转录组数据的表达模式结果显示，C4植物谷子的SiACP1基因表达模式具有明显的组织表达特异性，而SiACP2和SiACP3基因在整个生长发育阶段的不同组织表达量均较高。通过候选基因关联分析和单倍型分析发现，位于SiACP1启动子的SNP与耐低磷相关性状显著关联，并初步鉴定到一个与谷子耐低磷性状相关的有利单倍型ACPHap2。研究结果将为作物耐低磷优良种质育种提供一定的基因遗传信息参考。

细胞分裂素在植物生长发育和抵御环境胁迫过程中均扮演着重要的角色，其信号是由细胞分裂素受体组氨酸激酶、组氨酸磷酸转运蛋白（HPs）以及反应调节因子组成的复杂的双元组分系统进行传递的。为了获得高纯度的OsAHP2蛋白，从水稻中扩增了OsAHP2全长cDNA，通过酶切连接的方法构建了2个OsAHP2原核表达载体，命名为pET-32a-OsAHP2和pGEX-4T-1-OsAHP2，测序正确后分别转化大肠杆菌表达菌株Rosseta和XA90。SDS-PAGE检测结果显示，0.5 mmol/L IPTG诱导1，3，5 h条件下，pET-32a-OsAHP2重组菌株表达出分子量约为35 ku的融合蛋白，pGEX-4T-1-OsAHP2重组菌株表达出分子量约为42 ku的融合蛋白，筛选出融合蛋白表达量较高的pET-32a-OsAHP2进行后续试验。在0.5 mmol/L IPTG诱导3 h条件下，重组大肠杆菌pET-32a-OsAHP2以可溶性蛋白的形式表达OsAHP2融合蛋白，通过His镍离子亲和层析柱纯化后，获得了大量纯度较好的OsAHP2融合蛋白。

miRNA是一类在调控植物发育和生物及非生物逆境胁迫响应过程中发挥重要功能的非编码小RNA，为了探究miR395a在小麦抗病中的功能和作用机制，比较了不同物种中的miR395a成熟序列，分析发现miR395a在不同物种中具有较高的保守性，其中小麦与拟南芥、番茄以及大豆中的miR395a成熟序列具有高度一致性。并从小麦叶片中克隆了miR395a的前体序列，并将其连接到植物表达载体pCambia1301上，构建了miR395a前体的过量表达载体，之后通过农杆菌介导的遗传转化法，转化至小麦栽培品种（百农207）中，获得56株转基因植株，并通过PCR鉴定出11株阳性转基因植株。用RT-qPCR技术对不同组织中miR395a的表达量进行分析，结果显示，miR395a为组成型表达，但在不同组织中的表达量有差异，其中在三叶期和抽穗期叶片中的表达量较高，叶鞘中次之，旗叶中表达量最低。综上，获得了过量表达miR395a前体的小麦转基因植株，为进一步研究miR395a在小麦抗病中的功能及作用机制提供了材料来源。

为了丰富小麦功能分子标记的数量，为小麦功能基因的定位、比较基因组学、小麦起源和进化等方面的研究奠定基础。从前期利用小麦转录组数据鉴定出的8 389个EST-SSR序列中，随机选取585对引物得分大于95的标记进行分析，以川麦42和川农16杂交后自交获得的重组自交系群体为试验材料，利用新开发出的EST-SSR标记，并结合SSR标记和SRAP标记，构建了一张遗传图谱。结果表明，585对EST-SSR引物中有555对能在亲本川麦42和川农16中扩增出稳定清晰的条带，引物有效性为94.87%。其中有44对EST-SSR引物在川麦42和川农16中表现出明显的、稳定的多态性，多态性率为7.93%。所构建的遗传图谱中含有本次新开发的EST-SSR标记的连锁群共12个，由163个标记组成，包括17个EST-SSR标记，73个SSR标记和73个SRAP标记，覆盖小麦基因组长度1 551.5 cM，相邻标记之间的平均距离为13.11 cM。本研究丰富了小麦功能分子标记的数量，为小麦功能基因的定位、比较基因组学、小麦起源和进化等方面的研究奠定基础。

为探究CRISPR/Cas9基因编辑技术在花生中的应用，利用花粉管注射浸花法和农杆菌介导法转化花生，通过在侵染液中添加合适浓度的AS、MES以及MgCl₂ · 6H₂O促进了转化事件的发生，并通过注射液每日现用现配最大程度地保持农杆菌的活力，提高了转化效率。本试验首次将该转化法用于基于CRISPR/Cas9技术的花生基因编辑，根据花生FatB基因序列设计编辑靶位点，成功构建CRISPR/Cas9基因编辑载体PX458-Cas9-FatB并成功转化农杆菌菌株GV3101；利用1 mL无菌注射器将当日离心配置的新鲜农杆菌侵染液注射到花生龙骨瓣中至花瓣浸透，每日8：00以前完成注射，连续注射15日，待注射花朵下针后用尼龙绳进行捆绑标记；待荚果成熟后，收获捆绑标记的花生荚果，正常晾晒干燥后剥取花生籽粒，提取籽粒基因组DNA，进行PCR扩增，筛选转化阳性籽粒。结果显示，在被检测的274粒籽粒中，有108粒扩增出了相应目的条带，转基因阳性率为39.42%；经测序验证，108粒阳性籽粒中有1粒在靶位点外发生了基因编辑，在部分阳性籽粒的自交后代中，发现了靶位点发生编辑的籽粒。因此，本研究初步证实利用注射浸花以及农杆菌介导法对基于CRISPR/Cas9技术的花生基因编辑是有效的，但编辑效率有待于进一步提高。

GDP-甘露糖-3'，5'-异构酶基因（GME）是抗坏血酸途径中的关键限速酶，该基因可以调节AsA合成。为了解辣椒中GME基因家族功能及在非生物胁迫下的表达情况，通过生物信息学方法对辣椒GME基因家族进行鉴定，并对基因结构、结构域、系统进化关系、基因表达模式和非生物胁迫表达情况进行分析。结果表明，在辣椒中有2个GME家族成员，CaGME1和CaGME2，分别分布在3号和8号染色体上，都有6个外显子；CaGME1和CaGME2蛋白均具有NADB Rossmann家族中高度保守的NADPH结合位点、底物特异性结合位点，均不具有信号肽，为亲水性蛋白，定位在细胞质粒的可能性最高，均不具有跨膜结构，二级结构主要以不规则卷曲和α-螺旋为主；系统进化树分析表明，该基因编码的氨基酸序列与番茄和马铃薯的亲缘关系最近；qRT-PCR分析结果表明，在低温、茉莉酸甲酯和盐胁迫下CaGME1和CaGME2均被诱导上调，在赤霉素下均被诱导下调。综上可知，CaGME1和CaGME2基因在胁迫下不同的表达情况表明其在非生物胁迫中发挥作用，可为辣椒逆境胁迫机制研究提供参考。

为探讨RcCNGC2在蓖麻耐盐中的作用，以通蓖5号叶片为材料，克隆获得环核苷酸门控离子通道RcCNGC2完整编码区序列（CDS），并对该序列进行序列比对、蛋白结构分析，构建多元表达载体，分析了在盐胁迫下蓖麻RcCNGC2基因根、茎、叶组织中6个时间点的表达量变化。结果显示，RcCNGC2 CDS长度为2 148 bp，编码715个氨基酸，蛋白分子量为34.15 ku，等电点为9.96，存在5个跨膜结构域。氨基酸序列一致性分析表明，RcCNGC2与橡胶树一致性最高，达89.15%。qRT-PCR分析结果显示，NaCl处理后RcCNGC2表达量在根中上调且差异显著，在茎、叶中随NaCl处理时间延长而显著减少。综上，RcCNGC2在蓖麻受到盐胁迫时起重要信号传导作用。

为了系统地研究象草茎叶中木质素合成相关基因的表达模式，以N51象草为试验材料，测定了象草茎秆倒数第一、第三、第五节间以及倒数第一、第三、第五、第七和第九叶片的木质素含量及相关合成基因的表达量。结果表明，在成熟象草中，木质素含量在茎和叶垂直的空间结构中由上到下逐级递增。实时荧光定量PCR表达分析显示，不同木质素合成基因的表达表现出了组织特异性，叶组织的COMT、C3H和HCT4基因表达量显著低于茎组织，如COMT在倒五节间的表达量最高，约为叶片中表达量的6倍，而4CL和F5H基因在叶组织中却显著高于茎组织，如4CL在倒九叶的表达量最高，约为倒一节间表达量的14倍。关联分析结果表明，茎秆中的木质素含量与F5H、HCT4以及CCoAOMT基因的表达呈正相关，与C3H基因的表达呈负相关，而叶片中的木质素含量与4CL基因的表达呈正相关，C4H、COMT、HCT4以及CCR基因的表达呈负相关。该结果可以说明不同的木质素合成酶在不同的组织中呈现表达差异，并且在不同组织中，合成的主要木质素也不同。

为揭示毛竹重要变型的全基因组突变类型，选取4个有代表性的毛竹变型，采用高通量重测序技术，进行全基因组重测序，测序深度12×。分别提取毛竹4个变型与参考基因组间发生非同义突变的SNP、CDS区发生InDel与SV的基因，比较可以发现，2个秆形变异的竹种圣音竹和厚壁毛竹基因组的变异基因数目和变异类型相近，而2个秆色变异的竹种黄槽毛竹和黄皮花毛竹基因组的变异数目和变异类型相近。4个毛竹变型均存在多个基因同时存在多种类型突变。将变异基因与GO、COG、KEGG等功能数据库进行比对、注释，共获得1 739个参与细胞壁、细胞膜合成的基因，501个细胞骨架构建相关基因，1 785个转录因子相关基因，1 324个信号转导相关基因，104个赤霉素相关基因，76个激素代谢相关基因，1 938个叶绿素合成相关的基因，73个类胡萝卜素合成代谢相关基因和68个花青素合成调控基因，这些差异基因分别在毛竹秆形和秆色调控方面起着重要作用。

大豆是食用植物蛋白质和油脂的主要来源，提高大豆蛋白质和油分含量是主要的育种目标，与传统育种相比，利用分子标记定位QTL辅助育种，在实用价值和理论意义上都对大豆育种具有十分重要的价值。利用蛋白质与油分含量差异较大的大豆亲本东农L13和合农60、黑河36，分别构建了以东农L13为共同亲本的2个重组自交系群体RIL3613（东农L13×黑河36）和RIL6013（东农L13×合农60），分别包含134，156个株系；利用3个生态环境下数据对大豆蛋白含量和油分含量进行了表型数据分析，分别利用150，137个SSR标记构建遗传图谱，采用完备区间作图法（ICIM），对3个环境下的油分和蛋白质含量进行了QTL定位。通过对表型数据的分析，2个RIL群体的蛋白质与油分含量在基因型间或不同环境条件下的差异均达极显著水平，且基因型与环境间存在极显著的互作效应。2个群体中，共检测到8个蛋白质含量QTL，分布于7个连锁群上；共检测出5个控制油分含量的QTL，分布于5个连锁群上，有1个油分含量的QTL在2个种植环境下重复检测到。在定位的QTL中，7个蛋白质含量相关的QTL和3个油分含量相关的QTL与前人研究一致，另外3个QTL （qPro-G-1、qOil-C1-1、qOil-H-1）是本研究新发现的，是本研究遗传背景特有的QTL。研究结果对大豆品质性状的分子设计育种具有重要意义。

为给BNS型杂交小麦生产应用提供最佳的种植密度，在大田条件下，研究了播量对BNS型杂交小麦群体光合特性、物质积累和产量的影响。结果表明：播量对BNS型杂交小麦群体光合速率、透光率以及群体光能吸收利用能力具有一定的调控效应。其中S3（270×10⁴株/hm²）处理在花后灌浆期光合特性表现出显著优势，小麦群体透光率态势良好，光反射率较低，光合速率降幅较小，光能吸收利用能力较强，最终使得群体干物质积累量和产量显著高于其他处理。S1（180×10⁴株/hm²）和S2（225×10⁴株/hm²）处理的群体中部和底端透光率在整个生育期均表现出明显优势，但群体较小，漏光严重，群体光合速率较低，干物质积累量和实测产量显著低于其他处理。S4（315×10⁴株/hm²）和S5（360×10⁴株/hm²）处理群体相对较大，在整个生育期群体光合速率较高，但群体中部和底端透光率较小，光反射率较强，光能利用率较低，穗粒数和千粒质量明显低于其他处理，最终导致了群体干物质积累量和产量的降低。综合以上结果可知，BNS杂交小麦在播量为S3（270×10⁴株/hm²）时冠层结构最优，产量最高，为BNS杂交小麦的推广应用提供了理论基础。

为了探究NAL11基因在水稻苗期对非生物逆境的响应机制及功能，对含NAL11基因的粳稻品种02428及其近等基因系NIL-8进行高温、低温、盐胁迫和模拟干旱胁迫处理，以正常处理的植株作为对照，观察植株表型、测定各处理下叶片的多种生理指标，并比较NAL11基因在不同逆境处理下的表达量情况。研究结果发现，高温、低温、盐胁迫处理导致02428与NIL-8均表现出一定程度的萎蔫、干枯症状，但两者差异并不明显；15% PEG-6000模拟干旱处理均导致二者叶片萎蔫、叶尖枯黄卷曲，但NIL-8植株的症状相对较轻，且与02428相比NIL-8的相对电导率降低、SPAD值增高；其次，与02428相比，NIL-8的SOD含量差异不显著；然而在低温和干旱胁迫下，NIL-8的CAT含量显著高于02428。表明NIL-8比02428具有更好的抗旱能力。实时定量PCR结果表明，高温、低温、盐害及模拟干旱胁迫下，NAL11表达量均迅速升高，随着处理时间的延长，其表达量表现出不同的动态变化。NAL11基因的表达受高温、低温、盐及模拟干旱胁迫的诱导，但表达模式各异；推测NAL11基因对水稻幼苗的抗旱能力起到一定的调节作用。

为探讨提高香稻产量和稻米品质的水分管理方式。以香稻品种象牙香占和美香占2号为试验材料，设置常规灌溉（CK）、干湿交替灌溉（W1）、轻度落干（W2）、自然补水灌溉（W3）、重度落干（W4）5种灌溉方式，研究不同灌溉方式对产量、品质及水分利用率形成的影响。与对照相比，就象牙香占而言，W1、W2处理能够有效提高叶片净光合速率、产量构成因素和稻米品质，产量增加了8.23%和11.24%，水分利用率提高了24.35%和19.94%，而W3、W4处理产量构成因素和稻米品质显著降低，产量降低了24.32%和17.57%；就美香占2号而言，W1、W2处理能够有效提高叶片净光合速率、产量构成因素和稻米品质，产量提高了0.05%和6.99%，W3、W4处理产量构成因素和稻米品质显著降低，产量显著降低了27.07%和17.61%，W4处理水分利用率降低了3.22%。齐穗后期轻度落干灌溉和干湿交替灌溉能够改善香稻产量及稻米品质，水分过度胁迫对水稻产量、光合参数、稻米品质等均有不利的影响，故掌握水稻需水的关键时期及阈值，是有效提高水分利用率、增产和改善稻米品质的重要因素。

为了探究植物生长调节剂对套作大豆籽粒品质的影响，以玉米-大豆套作模式为研究对象，采用二因素裂区设计。主因素为3种大豆品种：贡秋8号、南豆25、桂夏3号；副因素为3种植物生长调节剂：6-苄基腺嘌呤（6-BA）、2-N，N-二乙氨基乙基己酸酯（DTA-6）、烯效唑（S3307），并以喷施等量清水作为对照（CK）。结果显示：R8时期，与CK相比，DTA-6处理显著提高了大豆籽粒的氮素含量与氮素积累量。R6时期，DTA-6处理的叶片氮素积累量增加17.7%~63.1%，茎秆氮素积累量增加7.0%~60.9%；R8时期，DTA-6处理的籽粒氮素积累量增加15.4%~24.9%。喷施调节剂促进了氮素向籽粒的转移与蛋白质合成。R8时期，与CK相比，DTA-6、S3307处理显著提高了南豆25和桂夏3号的大豆籽粒氮素占比；DTA-6处理后的贡秋8号、南豆25、桂夏3号中的籽粒蛋白质总量分别较CK增加45.8%，47.1%，29.0%，蛋脂总量较CK增加42.2%，45.2%，24.0%。喷施植物生长调节剂可改善大豆花荚期叶片氮代谢，促进氮素积累与向荚果分配，提高大豆籽粒蛋白质含量和蛋脂总量，改善大豆籽粒品质，以DTA-6效果最好。

为了探索砂姜黑土区夏玉米生产中适宜的减氮增效策略，研究氮肥减施措施下夏玉米与豆科绿肥间作对玉米产量、干物质积累及土壤微生物的影响，为选择合适的绿肥品种、改善土壤微生态环境及氮肥减施下保障夏玉米持续高产稳产提供理论支撑。在豫南砂姜黑土区进行间作试验，设置6个处理：不施肥（CK）、常规施肥（100% N）、氮肥减施30%（70% N）、氮肥减施30%+拉巴豆（70% N+LA）、氮肥减施30%+花豇豆（70% N+J）、氮肥减施30%+毛绿豆（70% N+LV），分析玉米籽粒产量、总干物质质量和土壤微生物量碳含量、氮含量，并用末端限制性片段长度多态性技术（T-RFLP）分析土壤细菌群落结构。结果表明，减氮配合3种绿肥间作，玉米籽粒产量并未减少，与70% N处理相比，70% N+LA和70% N+J处理显著提高地上总干物质质量（P <0.05）；70% N+LA和70% N+J处理土壤微生物量碳含量均显著高于100% N和70% N （P <0.05）；与100% N处理相比，绿肥间作处理70% N+LA和70% N+J降低土壤细菌Shannon指数，其中Hae Ⅲ酶切条件下的70% N+LA和Msp Ⅰ酶切条件下的70% N+J处理降低显著（P <0.05）；主成分分析表明，与常规施肥相比，处理70% N+LA和70% N+J的土壤细菌群落结构都发生了明显改变。

为改善设施蔬菜土壤生态，推动化肥零增长计划实施。在土壤速效氮、磷、钾分别为283.55，574.05，1 161.3 mg/kg，有机质54.9 g/kg的高肥力日光温室中设置追施水溶性化肥（WSF）、蔡-18菌发酵液（Cai-18）和不施肥（CK）3种施肥处理，采用Miseq高通量技术、气相色谱-质谱（GC-MS）测定法、顶空固相微萃取-气质联用（HS-SPME-GCMS）分析方法测定3种施肥方式对黄瓜产量和品质、根区土壤养分含量、根际土壤微生物群落结构的影响。结果表明，WSF和Cai-18处理显著提高黄瓜产量，比CK分别增产6.21%和6.59%，Cai-18处理的氮、磷、钾用量比WSF处理分别减少93.48%，95.44%，98.63%，但两者产量差异不显著。Cai-18处理增加黄瓜酯类香气物质的种类和相对含量，提高果实的风味；WSF和Cai-18处理在黄瓜质地和可溶性糖含量差异不大，但二者果实的可溶性糖含量显著高于CK。Cai-18处理根际土壤细菌的97%相似水平下OTU分组数、菌种丰富度指数Chao-1和菌种多样性指数Shannon大于其他2种处理，而其真菌的OTU数和Shannon指数小于其他2种处理，但均没有达到显著差异。在菌群数量结构上，与WSF处理相比，Cai-18处理改善了根际土壤细菌和真菌菌群数量结构的均衡性；与CK相比，Cai-18处理根际土壤的细菌菌群数量结构均衡性更好，但真菌菌群数量结构均衡性较CK差。黄瓜拉秧后，Cai-18处理土壤速效钾含量比WSF处理降低了140.85 mg/kg （P <0.05），但2种处理的有机质、水解氮和有效磷含量差异不显著；CK处理的速效钾、有效磷含量显著低于前2种处理。在肥力高的土壤上施用蔡-18菌发酵液可以改善根际土壤微生物生态环境，缓解过量施肥导致的根层土壤养分失衡问题，提高黄瓜产量和品质。

WRKY转录因子参与调控与植物免疫反应相关的转录重编程，对植物抗病性发挥调控作用。为了解析WRKY在野生角瓜对根结线虫（RKN）抗性中的作用，通过RT-PCR并结合RACE技术从角瓜根系中克隆CmWRKY20全长cDNA序列，采用DNAStar和DNAMAN进行氨基酸序列与系统进化分析，通过qRT-PCR进行基因表达分析，利用农杆菌介导的烟草叶片细胞转化法进行编码蛋白的亚细胞定位。结果表明，CmWRKY20转录因子cDNA序列全长1 603 bp，5'非翻译区646 bp，3'非翻译区320 bp，ORF长度1 017 bp，编码338个氨基酸，GenBank登录号MN365875；CmWRKY20具有1个核定位信号和1个WRKY保守结构域，锌指基序为C₂H₂，归类于WRKY第Ⅱ组，与黄瓜、甜瓜等作物WRKY的氨基酸序列同源性较高，亲缘关系较近；CmWRKY20表达表现为抗病材料高于感病材料，根、茎高于叶片，CmWRKY20受根结线虫快速诱导，水杨酸（SA）和茉莉酸甲酯（MeJA）对CmWRKY20表达既有协同效应又有拮抗作用，CmWRKY20蛋白被定位于细胞膜上。CmWRKY20可能通过SA/JA信号传导参与对根结线虫防卫反应的调控。

为了探究细菌群体感应（QS）信号分子N-酰基高丝氨酸内酯（AHLs）在植物上诱导对于真菌病害的抵抗能力。以番茄为试验材料，以灰霉为病原指示菌，通过不同侧链长度和侧链修饰的AHLs信号分子预处理后接种病原菌，发现长链信号分子N-3-羰基十四烷酰基高丝氨酸内酯（3OC14-HSL）对灰霉有最佳的抗性效果。实时荧光定量PCR检测抗病基因发现，与未处理对照组相比，信号分子3OC14-HSL预处理能显著诱导接种灰霉病后的番茄体内与茉莉酸（JA）信号通路相应基因PI1、PI2上调；而与水杨酸信号（SA）通路相关的NPR1基因显著下调，PR1基因则没有显著变化。进一步通过DAB染色、过氧化氢含量测定以及过氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）活性检测发现，3OC14-HSL预处理相比未处理对照组使得番茄产生大量活性氧，且可以保持较高的POD、SOD活性。这些结果表明，长链信号分子N-3-羰基十四烷酰基高丝氨酸内酯可以诱导番茄对灰霉的抗性，而且该抗性效果可能与茉莉酸信号路径相关。

为研究不同砧木对烟草嫁接苗抗病性的影响，明确抗病材料云烟87（Y87）作为砧木提高接穗红大金元（HD）对青枯病抗性的机理，采用劈接加生料带缠绕法以易感青枯病品种HD作为接穗，以HD和Y87作为砧木，分别构建HD/HD和HD/Y87嫁接烤烟苗，然后测量HD/HD和HD/Y87保护性酶苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性的变化，最后利用高通量测序技术和Illumina HiSeqTM 4000测序平台，提取5株HD/HD或HD/Y87 mRNA，反转录构建总cDNA文库，测序，过滤低质量Reads后，用TopHat2比对参考基因组，用Cufflinks和DESeq软件获得基因表达量和差异表达基因。结果发现，不同取样时间HD/Y87 PAL活性均显著高于HD/HD，4个样品分别得到48 414 474~48 697 874条Clean Reads和38 272~40 938条基因，但HD/Y87发生选择性剪切事件数高于HD/HD；比较HD/Y87和HD/HD两组间基因表达量，得到3 904条差异基因，其中3 096条基因上调，808条基因下调；在上调基因中有参与木质素合成的3条编码苯丙氨酸解氨酶基因，5条Myb家族转录因子基因，5条编码多酚氧化酶基因；还有2条病程相关蛋白基因和3条相应的ERF转录因子基因等。这些结果表明，Y87作为砧木能够提高接穗HD PAL活性和多种抗性基因（包含木质素、多酚及病程相关蛋白）表达量，从而提高接穗红大金元对青枯病等病害抗性。

旨在利用同源重组构建敖汉细毛羊Hoxa5、BMP6基因表达载体及共转染成纤维细胞后通过基因表达量变化研究两基因之间的相互作用关系。以敖汉细毛羊为研究对象，采集30日龄的胎羊。首先，通过RNA的提取反转录成cDNA参照GenBank中Hoxa5、BMP6基因序列和pcDNA3.1序列分别设计1对含有同源臂的引物，通过PCR反应扩增获得Hoxa5、BMP6基因片段、利用SoSo试剂盒将目的片段连接到pcDNA3.1真核表达载体上。鉴定构建pcDNA3.1-Hoxa5、 pcDNA3.1-BMP6重组表达载体，转化大肠杆菌DH5α感受态细胞；其次对敖汉细毛羊的成纤维细胞进行分离培养，并将构建的质粒pcDNA3.1-Hoxa5、 pcDNA3.1-BMP6共转染至成纤维细胞，采用RT-PCR技术和Western Blot技术检测Hoxa5、BMP6基因单转染和共转染在成纤维细胞中表达量的变化。结果显示：经酶切、测序鉴定质粒pcDNA3.1-Hoxa5、 pcDNA3.1-BMP6构建成功，并且共转染成纤维细胞Hoxa5基因的表达量极显著下降，BMP6基因的表达量极显著升高且共转染组的表达量极显著地高于单转染组（P <0.01）。利用同源重组技术成功构建了敖汉细毛羊Hoxa5、BMP6基因的表达载体，并且成功共转染成纤维细胞，BMP6基因的表达量升高，Hoxa5基因的表达量极显著下降，因而初步推断基因BMP6抑制了Hoxa5基因的表达，相反地Hoxa5基因促进了BMP6基因的表达，结果可为进一步研究其功能奠定基础。

为获得山羊PHKG1基因序列，明确其生物学特征，阐明其在山羊各组织及诱导分化不同阶段皮下和肌内脂肪细胞中的表达特性，以简州大耳羊为试验动物，屠宰后采集心脏、肝脏、脾脏、肾脏、肺脏、背最长肌、皮下脂肪等组织样品，提取组织中总RNA，利用RT-PCR方法克隆山羊PHKG1基因序列，利用各种在线工具分析其生物学特性，利用实时荧光定量PCR （Real-time quantitative PCR，qPCR）技术检测其在各个组织及不同分化阶段的前体脂肪细胞中的表达水平。结果显示，克隆得到的山羊PHKG1基因序列1 233 bp，其中CDS区1 164 bp，共编码387个氨基酸，形成无信号肽的不稳定亲水酸性非跨膜蛋白，亚细胞定位显示其主要存在细胞质中；山羊PHKG1氨基酸序列与绵羊、牛、猪、马、人的相似性均在90%以上，说明该基因在不同物种中具有较高保守性；构建进化树显示，山羊和绵羊在同一分支，符合物种进化规律；组织表达谱显示，PHKG1基因在山羊心脏、肝脏、脾脏、肾脏、肺脏、背最长肌、皮下脂肪中广泛表达，且在背最长肌中表达水平最高（P <0.01），时序表达谱显示，PHKG1基因在成脂诱导分化60 h的肌内脂肪细胞和96 h的皮下脂肪细胞中的表达水平分别显著（P <0.05）和极显著（P <0.01）高于前体脂肪细胞中的表达水平。结果可为进一步研究PHKG1在山羊脂肪细胞分化过程中的作用奠定基础。

旨在克隆牦牛SIRT1基因，预测SIRT1蛋白的结构和功能，并检测其在牦牛不同组织及不同年龄睾丸中的表达和定位。9只健康雄性牦牛被划分为幼年组（0.5~1岁）、青年组（2~3岁）及成年组（4~5岁）（每组3头），其中来源于同一年龄阶段的3个组织样本视为生物学重复。采集成年期牦牛肝脏、心脏、脾脏、脑、肌肉、小肠以及3个时期牦牛睾丸组织。分别提取各组织的总RNA并利用反转录PCR （Reverse transcription PCR，RT-PCR）技术克隆获得牦牛SIRT1的基因序列，使用不同的生物信息学软件预测SIRT1基因的序列同源性，以及其编码蛋白质的氨基酸序列、结构和性质；通过实时荧光定量PCR （Quantitative Real-time PCR，qRT-PCR）检测SIRT1基因的mRNA在牦牛各组织及不同发育阶段睾丸中的表达水平，利用色素原位杂交（Chromogenic in situ hybridization，CISH）技术检测SIRT1 mRNA在不同阶段睾丸中的定位，利用Western Blot技术检测SIRT1蛋白在不同阶段睾丸中的表达。结果表明，SIRT1基因的开放阅读框（Open reading frame，ORF）为1 866 bp，编码621个氨基酸，其基因序列在哺乳动物中高度保守。结构预测表明，SIRT1是一个脂溶性疏水蛋白，含有一个保守的沉默信息调节子2（Silent information regulator 2，Sir2）结构域。该基因的mRNA在牦牛的各个组织中广泛表达，在睾丸、卵巢和肝脏中的表达较高。在牦牛睾丸中SIRT1的mRNA定位在除精细胞之外的各类细胞中，SIRT1的蛋白在牦牛睾丸中的表达随年龄增长呈现持续下降的趋势，其中在幼年期表达最高。研究结果为揭示SIRT1在牦牛生长发育，尤其是睾丸发育过程中的调控提供了一定的基础数据。

补体C1q （Complement 1q）蛋白由A、B、C 3条多肽链构成，在维护机体内环境稳定、氧化应激、糖脂代谢等过程发挥重要作用。为研究牦牛C1QA、C1QB、C1QC基因的分子特性及在不同组织中的表达水平，探讨该基因对牦牛高原适应性的影响，通过克隆获得牦牛C1QA、C1QB、C1QC基因的CDS区序列，分析其核苷酸序列相似性并构建系统进化树；利用在线软件进行功能预测分析；采用实时荧光定量PCR方法检测3个基因在牦牛心脏、肝脏、脾脏、肺脏和肾脏组织中的相对表达量。结果显示：C1QA、C1QB、C1QC基因CDS区全长分别为735，744，732 bp，分别编码244，247，243个氨基酸；3个基因编码的蛋白质均为稳定的亲水性蛋白，主要由甘氨酸（Gly）和脯氨酸（Pro）组成，含有C1Q结构域和信号肽，不存在跨膜结构域，属胞外蛋白；蛋白氨基酸序列中分别存在18，21，15个潜在的磷酸化位点，三者二级结构主要由无规则卷曲构成，比例分别为61.85%，63.97%，66.67%。荧光定量结果显示，C1QA、C1QB基因在肺脏、脾脏中表达量较高，极显著高于心脏、肝脏、肾脏组织（P <0.01），C1QC基因在肺脏的表达量极显著高于心脏、肝脏、脾脏、肾脏组织（P <0.01）。试验结果为深入研究C1QA、C1QB、C1QC基因在牦牛高原适应中的生理功能和调控机制提供了基础数据。

为明确羊口疮病毒ORFV129锚蛋白在细胞中的定位，参照GenBank中收录的ORFV SY 17全基因组（登录号：MG 712417.1）序列设计引物，扩增ORFV129基因完整编码框并测序鉴定，利用生物信息学软件分析该基因编码蛋白的氨基酸序列、蛋白跨膜区域，预测其亚细胞定位；并将ORFV129完整基因连接到真核表达载体pEGFP-N1，经双酶切鉴定及测序鉴定是否成功构建重组表达质粒pEGFP-ORFV129；利用LipoGene^TM 2000介导将pEGFP-ORFV129转染新生山羊睾丸原代细胞，通过Western Blot鉴定ORFV129蛋白是否正确表达，同时，经DAPI核酸染料对细胞核进行染色后，激光共聚焦显微镜观察ORFV129蛋白的亚细胞定位。结果显示，成功扩增ORFV129完整基因，该基因全长大小为1 551 bp，测序鉴定其正确；生物信息学分析发现，其编码516个氨基酸，含有8种锚蛋白ANKs重复基序（ANKs），不存在跨膜区域，亚细胞定位预测其蛋白主要定位于细胞质；Western Blot结果显示，转染了pEGFP-ORFV129重组质粒的山羊睾丸原代细胞中检测到了ORFV129蛋白的表达；亚细胞定位结果表明，ORFV129蛋白主要定位于细胞质，与预测结果一致。研究结果为进一步探明ORFV129蛋白在诱导机体免疫应答中的作用奠定了基础。

为了在体外获得表达量高、储存容易、成本低且免疫活性高的H9N2亚型HA蛋白，利用水稻胚乳表达系统表达HA蛋白。首先，将HA基因根据水稻偏好密码子进行优化，合成到pUC57载体上，通过双酶切、连接将HA基因先后构建到中间载体pMP3和植物表达载体pCAMBIA1300上；再通过电极法将pCAMBIA1300-HA导入到根癌农杆菌EHA105中；然后用农杆菌侵染TP309水稻愈伤组织；最后经潮霉素筛选、分化、生根、移栽至田间种植。利用CTAB法提取叶片基因组DNA，PCR鉴定T₀阳性植株；利用Dot Blot和Western Blot检测HA蛋白在水稻胚乳中的表达；提取阳性的T₁叶片DNA，通过荧光定量PCR方法筛选纯合植株；利用温汤杀雄剪颖授粉法，将含有HA蛋白的TP309与低谷蛋白水稻杂交；利用Western Blot检测杂交后的T₃植株蛋白表达量；利用双抗夹心ELISA方法比较水稻源和昆虫表达HA蛋白的活性。结果显示，成功构建了中间载体pMP3-HA和植物表达载体pCAMBIA1300-HA，且pCAMBIA1300-HA成功导入到根癌农杆菌EHA105中；PCR检测到有66株植株的HA基因成功整合到水稻基因组；Dot Blot和Western Blot检测结果表明，HA蛋白在水稻胚乳中成功表达；利用荧光定量PCR方法，107株T₁中筛选到31株纯合植株；Western Blot检测结果表明，杂交后的HA蛋白表达量大幅度提高；双抗夹心ELISA结果证实，水稻胚乳表达的HA蛋白的活性高于杆状病毒-昆虫细胞。